Що таке підшипникова сталь? Характеристики та вимоги до підшипникової сталі

Це сталь, яка використовується для виготовлення кульок, роликів і кілець підшипників. Підшипникова сталь, також відома як високовуглецева хромована сталь, містить приблизно 1% вуглецю ωc і 0.5%-1.65% хрому ωcr. Підшипникова сталь також поділяється на шість категорій: високовуглецева підшипникова сталь, безхромова підшипникова сталь, цементована підшипникова сталь, нержавіюча підшипникова сталь, середньо-високотемпературна підшипникова сталь і антимагнітна підшипникова сталь.

Підшипникова сталь має високу рівномірну твердість і зносостійкість, а також високу межу пружності. Вимоги до однорідності хімічного складу підшипникової сталі, вмісту і розподілу неметалічних включень, розподілу карбідів дуже суворі, і це одна з найвимогливіших марок сталі в усьому виробництві сталі.

Підшипникова сталь використовується у виробництві підшипників кочення, кульок, роликів і гільз та іншої сталі, також може використовуватися для виробництва точних вимірювальних приладів, прес-форм для холодного штампування, гвинтів верстатів, таких як штампові форми, вимірювальні прилади, крани та дизель. масляні насоси, деталі прецизійних муфт. Підшипникова сталь використовується для виготовлення кульок, роликів і кілець підшипників.

Процес термічної обробки підшипникової сталі, попередня обробка та остаточна термічна обробка, дві основні ланки. Сталь GCr15 є підшипниковою сталлю, яка є найбільш широко використовуваним видом підшипникової сталі, має менший вміст сплаву та хорошу продуктивність високовуглецевої хромової підшипникової сталі. Підшипникова сталь GCr15 після термічної обробки має висока і однорідна твердість, хороша зносостійкість, висока контактна втома.

Відпал

(1) повний відпал та ізотермічний відпал: повний відпал, також відомий як рекристалізаційний відпал, який зазвичай називають відпалом, цей відпал в основному використовується для підевтектичного складу різноманітних виливків із вуглецевої та легованої сталі, поковок і гарячекатаних профілів , а іноді використовується для зварних конструкцій. Як правило, часто як низка неважливих кінцевих термічних обробок заготовок або як попередня термічна обробка деяких заготовок.

(2) сфероїдальний відпал: сфероїдальний відпал в основному використовується для надевтектичної вуглецевої сталі та легованої інструментальної сталі (наприклад, для виготовлення інструментів з кромками, калібрів, форм і штампів, що використовуються в сталі). Його основне призначення — зниження твердості, поліпшення оброблюваності та підготовка до майбутнього гарту.

(3) відпал для зняття напруги: відпал для зняття напруги, також відомий як низькотемпературний відпал (або високотемпературний відпуск), цей відпал в основному використовується для усунення виливків, поковок, зварних виробів, гарячекатаних деталей, холоднотягнутих деталей, наприклад, залишкова напруга. Якщо ці напруги не усунути, це призведе до того, що сталь через певний період часу або в подальшому процесі різання вироблятиме деформацію або тріщини.

Загартовування

Методи підвищення твердості, в основному, у вигляді нагрівання, витримки, швидкого охолодження. Найбільш часто використовуваними охолоджувачами є розсіл, вода та масло. Загартування заготовки солоною водою, легко отримати високу твердість і гладку поверхню, нелегко виробляти загартування не є жорстким м’яким місцем, але легко зробити серйозну деформацію заготовки, і навіть розтріскування. Використання олії як гартуючого середовища підходить лише для гарту деяких легованих сталей або невеликих заготовок з вуглецевої сталі з більшою стабільністю переохолодженого аустеніту.

Загартування

(1) зменшити крихкість, усунути або зменшити внутрішню напругу, загартування сталі має велике внутрішнє напруження та крихкість, наприклад, несвоєчасне гартування часто призводить до деформації або навіть розтріскування сталевих частин.

(2) щоб отримати необхідні механічні властивості заготовки, заготовку після загартування з високою твердістю та крихкістю, щоб відповідати вимогам різних властивостей різноманітних заготовок, можна регулювати за допомогою відповідного відпустки координації твердості , зменшити крихкість, отримати необхідну в'язкість, пластичність.

(3) Стабілізуйте розмір заготовки

(4) для відпалу, який важко пом’якшити, певних легованих сталей, у загартуванні (або нормалізації) часто використовується після високотемпературного відпустки, так що сталевий карбід належної агрегації, твердість буде зменшена, щоб полегшити різання та обробку.

① Суворі вимоги до хімічного складу.

Загальна підшипникова сталь - це в основному високовуглецева хромоносна сталь, тобто вміст вуглецю близько 1%, додаючи близько 1,5% хрому, і містить невелику кількість марганцю, кремнієвих елементів надевтектичної сталі. Хром може покращити продуктивність термічної обробки, покращити здатність до загартовування, однорідність організації, стабільність відпуску, а також може покращити стійкість сталі до іржі та продуктивність шліфування.

Однак, коли вміст хрому перевищує 1,65%, загартування збільшить залишковий аустеніт у сталі, зменшить твердість і стабільність розмірів, збільшить нерівномірність карбідів, зменшить ударну в'язкість і втомну міцність сталі. З цієї причини вміст хрому у високовуглецевій хромовмісній сталі зазвичай контролюється нижче 1,65%. Тільки суворий контроль хімічного складу підшипникової сталі, щоб отримати через процес термічної обробки відповідність несучим властивостям організації та твердості.

② Більш високі вимоги до точності розмірів для використання гарячекатаного відпаленого прутка, викуваного на високошвидкісній машині для обсадки, повинні мати вищі вимоги до точності розмірів.

Сталь для підшипників кочення вимагає більш високої точності розмірів сталі, це тому, що більшість деталей підшипників повинні пройти через формування під тиском. З метою економії матеріалів і підвищення продуктивності праці переважну більшість кілець підшипників формують методом кування, сталеві кульки формують холодною висадкою або гарячою прокаткою, малогабаритні ролики також формують холодною висадкою. Якщо точність розмірів сталі невисока, неможливо точно розрахувати розмір і вагу вивантаженого матеріалу, замість того, щоб гарантувати якість продукту несучих частин, а також легко спричинити пошкодження обладнання та прес-форм.

③ Особливо суворі вимоги до чистоти.

Чистота сталі відноситься до кількості неметалевих включень, що містяться в сталі, чим вище чистота, тим менше неметалевих включень в сталі. Оксиди сталі підшипників, силікати та інші шкідливі включення є основною причиною раннього втомного розколювання підшипників, що значно скорочує термін служби підшипників. Зокрема, найбільш шкідливими є крихкі вкраплення, які завдяки процесу обробки легко відшаровуються від металевої матриці, серйозно впливаючи на якість поверхні несучих деталей після обробки. Тому для підвищення довговічності та надійності підшипників необхідно зменшити вміст включень у підшипниковій сталі.

④ суворі вимоги до організації та мікро (високі часи) організації.

Підшипникова сталь з низькими часами, організація відноситься до загальної в'ялості, центральної в'ялості та сегрегації, мікроорганізації (найвищих часів), включаючи організацію відпалу сталі, карбідну сітку, смуги та рідкі осади тощо. Карбідні опади тверді та крихкі, і це як шкідливі як крихкі включення. Сітчасті карбіди знижують ударну в'язкість сталі та роблять організацію неоднорідною, легко деформується та тріскається під час загартування. Смугові карбіди впливають на організацію відпаленого та загартованого відпустки та контактну втомну міцність. Переваги та недоліки організації низького та високого часу мають великий вплив на продуктивність і термін служби підшипників кочення, тому існують суворі вимоги до організації низького та високого часу в стандарті на матеріал підшипника.

⑤ Особливо суворі вимоги до дефектів поверхні та внутрішніх дефектів.

Для підшипникової сталі поверхневі дефекти включають тріщини, захоплення шлаку, задирки, шрами, оксидну оболонку тощо, а внутрішні дефекти включають усадку, бульбашки, білі плями, сильне ослаблення та сегрегацію. Ці дефекти мають великий вплив на обробку підшипників, продуктивність і термін служби підшипників, у стандартах на матеріали підшипників чітко зазначено, що ці дефекти не допускаються.

(6) Суворі вимоги щодо неоднорідності карбіду.

У підшипниковій сталі, якщо є серйозний нерівномірний розподіл карбіду, легко спричинити нерівномірну організацію та твердість під час термічної обробки та обробки, а організаційна неоднорідність сталі має більший вплив на міцність контактної втоми. Крім того, серйозна нерівномірність карбіду також легко зробити деталі підшипника в тріщинах гартування та охолодження, нерівномірність карбіду також призведе до скорочення терміну служби підшипника. Тому в стандартах на матеріали підшипників різні специфікації сталі мають чіткі спеціальні вимоги.

(7) суворі вимоги до глибини шару декарбюрізації поверхні.

У стандартах на матеріал підшипників для шару знеуглерожування поверхні сталі є суворі положення, якщо поверхневий шар зневуглецювання перевищує стандартні положення діапазону, а під час термічної обробки перед процесом не все видаляється, то в процесі термічної обробки загартування є схильним утворювати гартівні тріщини, що призводять до бракування деталей.

⑧ інші вимоги.

У стандартах на матеріал підшипникової сталі, методах плавлення підшипникової сталі, вмісті кисню, твердості відпалу, руйнуванні, залишкових елементах, тесті на іскру, статусі доставки, маркуванні та інших суворих вимогах.